(57)【要約】【課題】プラズマ脱臭装置ではプラズマ放電により臭気成分が分解される際にオゾンが発生する。オゾン濃度の安全基準は０．１ｐｐｍ以下と定められており、この安全基準を満たしつつ運転の最適化、脱臭機能の効率化を図る。【解決手段】脱臭処理後の空気Ａｉｒ中のオゾン濃度を測定し、オゾン濃度が安全基準で決められた値を超えないようにプラズマ脱臭装置のプラズマ放電処理部１に供給する電力Ｐの値を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気成分を含む空気が導入されるプラズマ放電処理部と、前記空気の流れのプラズマ放電処理部の下流側に設けられた吸着分解処理部と、前記空気をプラズマ放電処理部および吸着分解処理部に吸引するファンと、前記吸引された空気が流れるダクトと、前記ファンにより排気される脱臭処理後の空気中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定器と、前記オゾン濃度測定器により検出されるオゾン濃度があらかじめ決められた値を超えないように前記プラズマ放電処理部に供給する電力の値を制御する制御装置と、前記制御装置の制御信号に基づいてプラズマ放電処理部に電力を供給する電源とからなるプラズマ脱臭装置。
【請求項２】
オゾン濃度があらかじめ決められた上限値を上回った場合プラズマ放電処理部に供給する電力を減少させ、らかじめ決められた下限値を下回った場合プラズマ放電処理部に供給する電力を増加させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項３】
プラズマ放電処理部の放電電極への印加電圧を制御することによりプラズマ放電処理部に供給する電力の値を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項４】
プラズマ放電処理部の放電電極へ印加する電圧を交流とし、交流電圧の周波数を制御することによりプラズマ放電処理部に供給する電力の値を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項５】
プラズマ放電処理部の放電電極へ印加する電圧の出力を一定期間停止もしくは相対的に低下させる間欠動作によりプラズマ放電処理部に供給する電力の値を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項６】
空気の流れのプラズマ放電処理部の上流側に加湿器を設け、オゾン濃度測定器により検出されるオゾン濃度があらかじめ決められた値を超えないように制御装置の制御信号に基づいて加湿器を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項７】
空気の流れのプラズマ放電処理部の上流側に臭気成分を含む空気の臭気モニタを設け、この臭気モニタの測定値に基づいて制御信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１または２または６のいずれかに記載のプラズマ脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ放電により空気中に含まれる臭気成分を分解して脱臭を行うプラズマ脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理施設、家畜飼育施設、食料品関連工場などの各種施設において、室内の臭気成分を含む空気の脱臭や、臭気成分を含む空気を屋外へ排出する際に脱臭することは、衛生上あるいは公害防止の観点から重要な課題である。
従来、臭気成分を含む空気の脱臭処理技術としては、吸着剤による臭気成分の吸着や、触媒による臭気成分の分解などの手段が考えられている。
【０００３】
また、水、または、薬剤の水溶液に空気を通して臭気成分を溶解吸収させる手段もある。
さらに、最近では、放電により臭気成分を分解する技術も開発され、従来の吸着剤を用いる手段と組み合わせたプラズマ脱臭装置も製品化されている。
【０００４】
従来のプラズマ脱臭装置について図６を参照して説明する。
図６において、１は臭気成分を含む空気Ａｉｒが導入されるプラズマ放電処理部（以下単に放電処理部と称する）、２は前記空気Ａｉｒの流れの放電処理部１の下流側に設けられた吸着分解処理部、３は前記空気Ａｉｒを放電処理部１および吸着分解処理部２に吸引する排気ファン、４はこれら放電処理部１、吸着分解処理部２、排気ファン３を接続し、吸引された空気Ａｉｒが流れるダクトである。
【０００５】
このようなプラズマ脱臭装置において、臭気成分を大量に含む施設内の空気Ａｉｒは排気ファン３によってダクト４を通して吸引され、まず放電処理部１に導入され、プラズマ放電によって臭気成分が分解される。
この際放電処理部１にはオゾンが発生する。オゾンの発生量は、空気の湿度に大きく影響され、その濃度が変化する。
【０００６】
次に、放電処理部１のプラズマ放電によって分解処理できない臭気成分は、次の吸着分解処理部２に送られ、図示しない活性炭に吸着されたり、あるいは触媒によって分解処理される。
【０００７】
また、放電処理部１で発生するオゾンは寿命が長いので、例えば、ダクト４を介して吸着分解処理部２内に送られ、一部ここに長時間滞在して、臭気成分の分解に寄与する。
脱臭処理された空気Ａｉｒはオゾンを含んだ状態で排気ファン３により大気中に排出される。
【０００８】
ところで、従来のプラズマ脱臭装置は、臭気成分の分解処理に、吸着剤や触媒を使ったり、さらに、放電処理部を設けたりしているが、その脱臭能力を処理する空気の性状に応じて制御するという考え方は採用されていなかった。
【０００９】
一般に日本では、オゾン濃度の労働安全基準が０．１ｐｐｍ以下と定められているが、プラズマ脱臭装置から周囲環境へオゾンを含む空気を放出する際、標準的な脱臭装置の動作条件として、排気中のオゾンの濃度が０．１ｐｐｍ以下と成るように放電処理部１でのオゾン発生量を制御していなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラズマ脱臭装置では、排気中のオゾンの濃度が前記安全基準値を満たし、かつ十分な臭気性能処理ができるように経験則的に放電処理部１へ入力する電力の値を一律的に決定している。
【００１１】
従って、オゾンの発生と脱臭性能をバランスした運転が必ずしも行われているとは言えず、オゾン濃度の安全基準値をはるかに下回った状態で脱臭装置を運転する場合もあり、その場合は脱臭装置としての能力を余した状態での運転と成り、運転の最適化が図れず、効率的な脱臭機能を発揮し得ていなかった。
【００１２】
本発明は以上の課題を解決するために成されたものであり、運転の最適化が図れ、効率的な脱臭機能を発揮することのできるプラズマ脱臭装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、臭気成分を含む空気が導入されるプラズマ放電処理部と、前記空気の流れのプラズマ放電処理部の下流側に設けられた吸着分解処理部と、前記空気をプラズマ放電処理部および吸着分解処理部に吸引するファンと、前記吸引された空気が流れるダクトと、前記ファンにより排気される脱臭処理後の空気中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定器と、前記オゾン濃度測定器により検出されるオゾン濃度があらかじめ決められた値を超えないように前記プラズマ放電処理部に供給する電力の値を制御する制御装置と、前記制御装置の制御信号に基づいてプラズマ放電処理部に電力を供給する電源とからなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、図６に示す従来のプラズマ脱臭装置と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１において、１は放電処理部、２は吸着分解処理部、３は排気ファン、４はこれら放電処理部１、吸着分解処理部２、排気ファン３を接続するダクトである。
５は排気ファン３の排気側に設けられ、排気される脱臭処理後の空気Ａｉｒ中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定器である。
【００１６】
オゾン濃度測定器５の出力信号Ｓ１は信号線６を介して制御装置７に送られる。
制御装置７から出力される制御信号Ｓ２は同じく信号線６を介して放電処理部１の電源８に入力され、制御信号Ｓ２に基づいて電源８から放電処理部１に必要な電力Ｐが供給される。
【００１７】
次に本発明によるプラズマ脱臭装置の作用について説明する。
臭気成分を大量に含む工場建屋や家畜飼育建屋などの施設内の空気Ａｉｒは、排気ファン３によってダクト４を通して吸引され、まず放電処理部１に導入され、プラズマ放電によって臭気成分が分解される。この際放電処理部１にはオゾンが発生する。
【００１８】
次に、放電処理部１のプラズマ放電によって分解処理できない臭気成分は、次の吸着分解処理部２に送られ、図示しない活性炭に吸着されたり、あるいは触媒によって分解処理される。
これにより臭気成分は除去され、無臭の空気となって排気ファン３により外部に排出される。
【００１９】
この脱臭処理過程において、排気ファン３の排気側に設けたオゾン濃度測定器５が脱臭処理後の空気中のオゾン濃度を測定する。測定されたオゾン濃度の情報は出力信号Ｓ１として信号線６を介して制御装置７に送られる。
【００２０】
制御装置７では排気中のオゾン濃度が安全基準値を超えないように放電処理部１の放電電極へ印加する電力の値を計算し、その値を制御信号Ｓ２として電源８に送る。
電源８では制御装置７から送られた制御信号Ｓ２に従って、電源の出力が制御される。
【００２１】
放電処理部１でのオゾンの発生量は、放電部処理部１の放電電極へ入力される電力と相関関係があり、入力される電力の上昇とともに、オゾンの発生量は増加する。
【００２２】
従って、制御装置７により脱臭処理後の空気中のオゾン濃度をモニターしながら、電源８の出力調整を行うことによって、オゾン濃度の安全基準の範囲内で、脱臭装置の最大の能力を引き出すことができる。
【００２３】
入力される電力の調整は、図示しない放電電極への印加電圧、交流放電なら周波数、周波数の変調によって行うことができる。
一般に、気中放電は電極間の印加電圧の上昇とともに、放電電流が増加し、放電部への入力電力が増加する。入力電力が増加すれば、放電によって生成されるプラズマ中の電子密度が増加したり、電子の運動エネルギーが大きくなる。この結果、プラズマ中で直接分解される臭気性の分子の数が増え、脱臭効果が高くなる。
【００２４】
また、化学的に活性な原子や分子の生成も大きくなるので、化学的活性種による臭気ガスの分解も促進される。
入力電力の上昇とともにオゾンの発生量が増加するのも同じ理由による。
【００２５】
交流電力によって放電を維持する場合は、周波数によって入力電力を制御することができる。
［放電部への入力パワー］＝［周波数］×［１周期当たり放電に入力されるエネルギー］の関係があるので、周波数を上げれば入力電力が増加し、下げれば減少する。
【００２６】
交流の場合、その変調方式によっても入力電力を制御可能である。図２は、その一例を示したものである。周期Ｔで、電圧印加期間ｔ１と電圧印加停止期間ｔ２を設ける。ｔ１やｔ２の長さを調整することによって、単位時間あたりの入力電力を変えることができる。また、周期Ｔを固定するなら、ｔ１とｔ２の調整によって、やはり、単位時間あたりの入力電力を制御できる。この方法は、交流電源のオンオフのみで制御できるので、簡便な方法である。
【００２７】
また、図３のように、電圧印加の完全休止期間を設けずに、いわゆるＡＭのような変調を加えてもよい。図２の場合と同様に、周期Ｔ、高電圧印加期間ｔ３と、これに対して比較的低電圧印加期間ｔ４とを調整して、入力電力を制御するようにしてもよい。
【００２８】
次に本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。図４において、９は前記空気Ａｉｒの流れの放電処理部１の上流側に設けられた加湿装置である。
【００２９】
このような構成であると、オゾン測定器５で測定されたオゾン濃度の情報を出力信号Ｓ１として制御装置７で受け、これに従って排気中のオゾン濃度があらかじめ決められた値を超えないように制御装置７からの制御信号Ｓ３を加湿装置９に送り、加湿動作を制御する。
【００３０】
すなわち、排出側のオゾン濃度が、あらかじめ設定した値以上なら、加湿装置９に対して加湿の指示を出す。また、設定した値より低下した場合は、加湿を停止する。
【００３１】
放電処理部１での臭気成分の処理量は、入力される電力の増加とともに増えるので、前記安全基準を満たす範囲で、最高の電力を放電処理部１に入力するような制御を行うのがもっとも効率的な運転が行える。
【００３２】
一方、空気からのオゾン発生量は、空気中の水蒸気の影響をうけ、湿度が高いほど、オゾンの発生量は低下する。従って、放電処理部１に入る臭気成分を含んだ空気Ａｉｒの湿度を、あらかじめ上げておけば、発生するオゾン量が少ないので、より大きい電力で放電処理部１を運転しても排気中のオゾンの濃度を、安全基準以下に保つことができる。
【００３３】
また、図４に示したプラズマ脱臭装置において、放電処理部１への電力供給と加湿装置９により処理空気への加湿操作をリンクさせて行うことが可能である。排気空気中の臭気成分が増加した場合、プラズマ脱臭装置の処理能力をあげるために、電源８の出力を増加させるとともに、増加するオゾンの発生に応じて、加湿装置９からの水蒸気発生を増やし、オゾンの生成量を減らすようにする。
【００３４】
次に本発明の第３の実施の形態について図５を参照して説明する。
図５において１０は放電処理部１の吸気口部分に設けられた、代表的な臭気成分のモニターである。
【００３５】
このような構成であるとモニタ１０の測定値を出力信号Ｓ４として制御装置７へ入力し、その臭気成分に最適な放電部処理部１への電力供給と加湿装置９の加湿操作を制御すれば、より効率的な脱臭効果が得られる。
【００３６】
なお、上記実施の形態の説明においては、排気中のオゾン濃度の安全基準値を閾値として排気中のオゾン濃度がこの閾値を超えないように制御したが、ある一定の幅を持ったオゾン濃度の範囲で制御するようにしてもよい。
【００３７】
すなわち、オゾン濃度があらかじめ決められた上限値を上回った場合プラズマ放電処理部に印加する電力を減少させ、あらかじめ決められた下限値を下回った場合プラズマ放電処理部に印加する電力を増加させるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のとおり本発明によれば、運転の最適化が図れ、効率的な脱臭機能を発揮することのできるプラズマ脱臭装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】放電電極への印加電圧波形の１例を示す波形図。
【図３】放電電極への印加電圧波形の他の例を示す波形図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図６】従来のプラズマ脱臭装置を示すブロック図。
【符号の説明】
１…プラズマ放電処理部、２…吸着分解処理部、３…排気ファン、４…ダクト、５…オゾン濃度測定器、６…信号線、７…制御装置、８…電源、９…加湿装置、１０…モニタ、Ａｉｒ…空気、Ｓ１、Ｓ４…出力信号、Ｓ２、Ｓ３…制御信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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